إنتاج جيل جديد من الأدوية لعلاج الأنسجة التالفة

ووفقاً لوكالة آنا للعلوم والتكنولوجيا، فقد أظهر الباحثون أن مادة السيليكا النانوية يمكن أن تلعب دورا مهما في التعبير الجيني ومن الممكن استخدام هذا الدور للمساعدة في التئام وتجديد الأنسجة والأعضاء التالفة.

كل الأنواع، من البكتيريا إلى البشر قادرة على التجدد الذاتي. يتم التوسط في التجديد من خلال العمليات الجزيئية التي تنظم التعبير الجيني للتحكم في تجديد الأنسجة وإصلاحها ونموها.

يحدد التعاون بين الباحثين في قسم الهندسة الطبية الحيوية وكلية الطب في جامعة تكساس إيه آند إم الدور الحاسم للمعادن في تنظيم التعبير الجيني، وبالتالي التحكم في عدد البروتينات التي يجب أن تصنعها الخلية، وبالتالي تشجيع تجديد الأنسجة وإعادة تعريف الهوية الخلوية.

يمهد هذا البحث الطريق لدراسات مستقبلية لتحديد دور معادن معينة وكذلك كيفية تجميعها لتصميم الجيل التالي من الأدوية المعدنية لعلاج الأنسجة التالفة.

المعادن هي عناصر غير عضوية تلعب العديد من الأدوار الحيوية وتعمل بشكل تفاعلي مع الفيتامينات والإنزيمات والهرمونات والعوامل المساعدة الغذائية الأخرى لتنظيم آلاف الوظائف البيولوجية في الجسم. على الرغم من أن العديد من المعادن قد ثبت أنها تنظم التعبير الجيني والنشاط الخلوي ، إلا أنه تم بذل القليل جدًا من العمل لفهم الآليات الجزيئية الأساسية.

أجرت هذه المجموعة البحثية دراسة تم فيها إدخال فئة جديدة من الجسيمات النانوية المعدنية لتوجيه الخلايا الجذعية البشرية إلى الخلايا العظمية. تُعرف هذه الجسيمات النانوية على وجه التحديد باسم سيليكات النانو، وباستخدامها، يستطيع الفريق تحديد دور المعادن في تنظيم ملامح التعبير الجيني لتوجيه تمايز الخلايا الجذعية.

هذه النانو سيليكات عبارة عن جسيمات نانوية غير عضوية على شكل قرص يبلغ قطرها 20-30 نانومتر وسمكها 1-2 نانومتر. هذه الجسيمات النانوية متوافقة حيوياً للغاية ويمكن للخلايا امتصاصها بسهولة. بمجرد دخول هذه الجسيمات النانوية إلى الخلية ، فإنها تذوب ببطء في المعادن الفردية مثل السيليكون والمغنيسيوم والليثيوم.

تتحلل سيليكات النانو إلى معادن فردية داخل الخلايا و "تشغل" مجموعة من الجينات الرئيسية التي تؤدي إلى تدفق المعلومات في جميع أنحاء الخلايا ، والمعروفة باسم مسارات الإشارات. مسارات الإشارات هذه مسؤولة عن توجيه الخلايا لأداء وظائف محددة ، مثل التحول إلى نوع آخر من الخلايا أو بدء عملية الشفاء عن طريق إفراز بروتينات خاصة بالأنسجة تسمى المصفوفة خارج الخلية.

تتكون هذه المصفوفات خارج الخلية من بروتينات مختلفة، بما في ذلك البروتينات السكرية والبروتيوغليكان والتي تسهل إصلاح الأنسجة ودعم وظيفة الأنسجة.

إحدى النتائج الرئيسية للدراسة هي أن المعادن مثل السيليكون والمغنيسيوم والليثيوم تلعب دورًا في التعظم، وهي العملية التي تتحول من خلالها الخلايا الجذعية إلى أنسجة رخوة وصلبة مثل الغضاريف والعظام عند الشباب.